СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ РАДИОАКТИВНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01T1/167 G01T5/02 

Изобретение относится к ядерной физике и технике, а именно к методам регистрации ядерных излучений.

Известен способ регистрации треков заряженных частиц, заключающийся в том, что внутри сосуда находящийся в нем газ насыщают паром у верхней нагреваемой и у нижней охлаждаемой поверхностей. В результате охлаждения вблизи дна создается пересыщение, достаточное для образования треков частиц.

Наиболее близким техническим решением является способ регистрации треков заряженных частиц с помощью конденсационной камеры, заполненной смесью газа и пара и слоем рабочей жидкости на дне, основанный на создании в камере зоны образования треков заряженных частиц, отличающийся тем, что с целью увеличения величины чувствительного слоя в объеме в заданный момент времени понижают давление путем быстрого расширения смеси и газа и пара.

Недостатком прототипа является то, что пересыщение, возникающее после расширения смеси газа и пара, уменьшается в результате конденсации капель. Это приводит к уменьшению высоты чувствительного слоя. Для увеличения высоты чувствительного слоя снова требуется расширение смеси газа и пара. Таким образом, пересыщение в камере и высота чувствительного слоя периодически изменяются во времени.

Целью изобретения является создание способа получения устойчивого пересыщения в течение длительного времени. Это достигается тем, что пересыщение создают в результате дросселирования (положительный эффект Джоуля-Томсона) смеси газа и пара из объема, в котором поддерживают постоянное давление газа и пара, находящихся при температуре ниже точки инверсии, в объем, в котором регистрируют треки заряженных частиц.

Дросселирование осуществляют из нагреваемого объема в охлаждаемый объем с меньшим давлением газа и пара. С целью поддержания постоянного давления газа и упругости пара нагреваемый и охлаждаемый объемы соединены капиллярами, заполненными испаряемой жидкостью, причем по капиллярам устанавливают градиент температуры, при этом жидкость должна смачивать стенки капилляров.

На чертеже показано устройство для осуществления способа. Устройство состоит из сосуда с нагреваемой крышкой 1, охлаждаемым дном 2, слоем рабочей жидкости 3, перегородки 4 с отверстиями, которая отделяет верхнюю часть сосуда от нижней, капиллярами 5, стенок 6 и нагревателя 7, который поддерживает температуру крышки выше температуры дна.

Устройство работает следующим образом.

Нагреватель 7 нагревает крышку и верхнюю часть сосуда, в результате чего жидкость, заполняющая капилляры 5, испаряется, создавая в верхней части сосуда избыточное давление. Нагретая смесь газа и пара из верхней части сосуда через отверстия в перегородке 4 перетекает в нижнюю часть. Благодаря дросселированию происходит охлаждение смеси газа и пара. В нижней части сосуда благодаря охлаждению смесь газа и пара становится пересыщенной. В этой части происходит конденсация пара на ионах и образуются треки заряженных частиц. Устройство работает непрерывно, пока поддерживается разность температур между верхней и нижней частями сосуда. Это обусловлено тем, что испаряющаяся из капилляров 5 жидкость благодаря капиллярному давлению поднимается со дна сосуда, на котором находится слой жидкости 3, в верхнюю часть сосуда, в результате устанавливается термодинамическое равновесие. Для работы устройства необходимо использовать жидкости, смачивающие стенки капилляров, например, смеси этилового и метилового спиртов с водой и ацетоном, а в качестве капилляров стеклянные трубки.

Литература
Вильсон Дж. Камера Вильсона. Москва, 1954, с.57.

Использование: трековая регистрация радиоактивности объектов, в частности воздуха. Сущность изобретения: способ регистрации треков заряженных частиц основан на создании в объеме, заполненном смесью газа и пара, пересыщения, достаточного для образования капель на ионах и регистрации в нем заряженных частиц, причем пересыщение создают в результате дросселирования (положительный эффект Джоуля-Томсона) смеси газа и пара из объема, в котором поддерживают постоянное давление газа и пара, находящихся при температуре ниже точки инверсии, в объем, в котором регистрируют треки заряженных частиц. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ регистрации радиоактивности, основанный на создании в сосуде с находящейся на его дне жидкостью, заполненном смесью газа и пара, пересыщения, превышающего границу образования капель на ионах, и регистрации треков заряженных частиц, отличающийся тем, что пересыщение создают путем дросселирования смеси газа и пара в сосуде, разделенном установленной в нем перегородкой с отверстием на два объема, сообщающиеся между собой капиллярами, заполненными жидкостью, находящейся на дне сосуда, по которым устанавливают вертикальный градиент температуры, причем в одном из объемов поддерживают постоянное избыточное давление газа и пара, находящихся при температуре ниже точки инверсии, а в другом объеме осуществляют регистрацию треков заряженных частиц. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыточное давление газа и пара создают нагреванием капилляров.